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Schaltvorrichtung für Heizkessel oder Öfen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für Heizkessel oder Öfen mit unterem Abbrand und Gebläsefrischluftversorgung und mit mindestens einem in einem Stromkreis in Reihe zu dem das Gebläse und/oder eine Warnanlage steuernden Schaltelementen angeordneten temperaturempfindlichen Schalter.
Es ist bekannt, dass der elektrische Antrieb für Saugzug- oder Unterwindgebläse von einem Raumtemperatur-Regler mit elektrischem Schalter oder aber von einem Kesseltemperatür-Regler (bzw. Kesseldruck-Regler) mit elektrischem Schalter gesteuert werden kann, u. zw. derart, dass beim Erreichen einer bestimmten (einstellbaren) Raumtemperatur oder Kesselwassertemperatur (bzw. eines bestimmten einstellbaren Kesseldampfdruckes) der elektrische Schalter und damit der elektrische Strom zum Gebläsemotor ausgeschaltet wird.
Auch ist bekannt, dass der Raumtemperaturregler und der Kesselregler hintereinander geschaltet werden können, wodurch ein Überhitzen des Kessels (bzw. ein zu grosser Dampfdruck) verhindert wird. Man bezeichnet daher den Kessel-Regler auch als Maximal-Regler (Maximalthermostat). Nach dem Ausschalten des Gebläses hat der Kessel nur mehr einen kleinen Teil seiner vollen Leistung ; es sinkt daher bei weiterem Wärmeverbrauch die Kesselwassertemperatur (bzw. der Kesseldampfdruck) und dementsprechend auch die Raumtemperatur. Je nach der Empfindlichkeit des Raumtemperatur-Reglers wird nun beim Fallen der Raumtemperatur der elektrische Strom zum Gebläsemotor wieder eingeschaltet ; der Kessel hat wieder seine volle Leistung. Diese Art derRegelungnenntman auch :"Alles-oder Nichts-Regelung".
Ferner ist bekannt, dass die oben beschriebene Regelung auch vorzugsweise zum Ein- und Ausschalten des Motors für Ölbrenner verwendet wird.
Bei den Heizkesseln und Öfen mit unterem Abbrand, bei welchen der Brennstoffvorrat im Füllschacht von den Heizgasen nicht durchströmt wird und daher auch nicht zum Glühen kommt, ist es zweckmässig, im Anschluss an den Füllschacht, einen Aufsatzbehälter zu montieren, um die Brennzeit des Brennstoffvorrates zu erhöhen.
Bei Anwendung von Saugzug- oder Unterwindgebläse ergibt sich bekanntlich gegenllber einer Kesselfeuerung mit natürlichem Schornsteinzug bei gleicher Kessel-Heizfläche eine wesentlich grössere Leistung, weshalb man auch vom sogenannten Hochleistungskessel spricht. Demgemäss ist aber auch der Brennstoffverbrauch wesentlich grösser, als beim gleich grossen Schornsteinzug-Kessel ; im Falle der Handbeschickung zwingt der grosse Brennstoffverbrauch zu grösserem Brennstoffvorrat bzw. zu einem zusätzlichen Aufsatzbehälter.
Solange sich im Füllschacht noch Brennstoff befindet, ist die Glühschicht-Höhe über dem Rost ziemlich konstant, wenn das Gebläse eingeschaltet ist. Bei fortschreitendem Abbrand rutscht der Brennstoff aus dem Aufsatzbehälter durch den Füllschacht nach unten. Ist aber im Füllschacht kein Brennstoff mehr vorhanden, so wird bei eingeschaltetem Gebläse die Glühschicht über Rost rasch kleiner, bis der gesamte Brennstoff verbrannt ist. Wird nach dem Ausbrand das Gebläse nicht sofort ausgeschaltet, so bewirkt die geförderte Luftmenge nunmehr eine intensive Abkühlung der Kesselheizflächen bzw. des Kesselwassers ; die geförderte Luftmenge nimmt grosse Wärmemengen über die Kesselheizflächen auf und führt diese durch den Fuchs zum Schornstein ab, was sich als grosser Wärmeverlust bemerkbar macht.
Da nämlich weder der Raumtemperatur-Regler noch der Kessel-Regler nach dem Ausbrand des Kessels das Gebläse ausschalten können (beide Regler schalten den Gebläsemotor ein, wenn die Temperaturen fallen), so besteht die dringende Notwendigkeit, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die (unbeschadet der bisher bekannten Regelfunktion) den Gebläsemotor ausschaltet und die eine Warnanlage auslöst, wenn im
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Füllschacht kein Brennstoff mehr vorhanden ist. Bei Heizkesseln oder Öfen mit unterem Abbrand, die ohne Gebläse arbeiten, fällt die Regelung der Luftzufuhr fort, wohl aber ist auch hier die Auflösung der Warnanlage wichtig, sobald im Füllschacht kein Brennstoff mehr vorhanden ist.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, dass zur In- oder Ausserbetriebsetzung des Gebläsemotors und/oder der Warnanlage in Abhängigkeit vom Füllstand des Füllschachtes mindestens ein Temperaturfühler dieser temperaturempfindlichen Schalter oberhalb der Füllschachtfüllung im Strahlungsbereich der Brennstoffoberfläche angeordnet ist.
Der erfindungsgemäss angeordnete temperaturempfindliche Schalter tritt dann in Aktion, wenn im Füllschacht kein Brennstoff mehr vorhanden ist, u. zw. durch die Temperaturerhöhung, welche infolge der nunmehr nach oben frei gelegten und frei ausstrahlenden Glühschichte im Füllschacht und über diesem auftritt.
In diesem Fall wird bei Luftzufuhr durch Saugzug oder Unterwindgebläse das Gebläse mit Hilfe des erfindungsgemäss angeordneten Schalters ausgeschaltet. Nach dem Abschalten des Gebläses arbeitet die Anlage mit natürlichem Schornsteinzug weiter ; im Falle Unterwindgebläse ist der Luftdurchsatz bei stehen- den Ventilatorschaufeln sehr klein ; in manchen Fällen ist es daher zweckmässig, hinter dem Unterwindgebläse eine kleine Luftdrosselklappe anzuordnen, die sich selbsttätig schliesst, wenn das Gebläse Luftför- dert, und die sich (auf Grund des Eigengewichtes) selbsttätig öffnet, wenn das Gebläse ausgeschaltet wird (vgl. Ölbrenner).
Arbeitet also die Anlage mit natürlichem Zug und ganz kleiner Verbrennungsluftmenge, so wird die Glühschicht über Rost nur ganz langsam kleiner.
Bei Abschalten des Gebläses wird gleichzeitig eine Alarmvorrichtung (z. B. Klingel, Summer, Horn, rote Lampe usw.) eingeschaltet, welche dem Heizer in irgendeinem andern Raum anzeigt, dass kein Brennstoff mehr im Füllschacht ist, und dass es nun Zeit ist, den Rost zu entaschen und zu entschlacken, sowie Brennstoff in den Aufsatzbehälter (bzw. Füllschacht) nachzufüllen.
Die Erfindung ist nachfolgend durch ein Ausfilhrungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung stellt dazuschematischeinen Heizkesselmit Schalt-Anlage dar.
Die wesentlichen Konstruktionsteile des Heizkessels sind dabei wie folgt bezeichnet : 8 ist der eigentliche Heizkessel, 13 der Rost, 14 der Fuchs (zum Schornstein), 7 der Gebläsemotor, 11 der Füllschacht, 9 der Aufsatzbehälter und 10 dessen Deckel.
An Schaltern sind vorhanden : ein Raumtemperatur-Schalter 2, ein Kessel-Schalter 6und der erfindungsgemässe Füllstand-Schalter 4.
Weitere Details sollen durch die Beschreibung der Funktion nachfolgend näher erörtert werden :
Vom Netz 1 (Ph-Phase, N-Nulleiter) führt die Leitung 15 zum eingeschalteten Handschalter 3 und (bei geschlossenem Behälterdeckel 10) zum eingeschalteten Deckelschalter 5, dann weiter zum eingeschalteten Kesselscnalter 6, schliesslich zum Gebläsemotor 7 und zurück zum Netz l ; das Gebläse istdaher eingeschaltet.
Wird der Behälterdeckel 10 geöffnet, so wird der Deckelschalter 5 ausgeschaltet ; der Stromkreis ist unterbrochen, das Gebläse ausgeschaltet. Dieser Fall tritt ein, wenn der Heizer frühzeitig nachsieht, ob sich im Aufsatzbehälter 9 oder im Füllschacht 11 noch Brennstoff befindet, die Ausschaltung des Gebläses bei geöffnetem Deckel 10 ist wegen Falschzuges erforderlich ; es besteht nämlich die Möglichkeit, dass bei laufendem Unterwindgebläse ein Teil der Rauchgase durch den geöffneten Behälterdeckelinden Heizraum entweicht.
Von der Schwachstromquelle 17 führt die Schwachstromleitung 20 zum ausgeschalteten Schwachstrom- Handschalter 18 ; der Stromkreis ist unterbrochen ; vom Handschalter 18 führt die Leitung zur Alarmvorrichtung 19 und zurück zur Schwachstromquelle 17. Die Alarmvorrichtung ist daher ausgeschaltet.
Befindet sich im Füllschacht 11 kein Brennstoff mehr, so strahlt die über dem Rost 13 befindliche Glühschicht 12 einen Teil ihrer Wärme auf die Wände des Füllschachtes 11 und des Aufsatzbehälters 9 ab, und die Temperatur im Füllschacht bzw. im Aufsatzbehälter steigt an. Ein Metall-Hohlspiegel 21, angebracht am Fühler 22 des Gestängereglers 4, sammelt die Wärmestrahlen und wirft sie auf den Fühler 22.
Der Gestängeschalter 4bewirkt nun über das Gestänge einerseits die Ausschaltung des Handschalters 3 und damit Ausschaltung des Gebläsemotors 7, anderseits die Einschaltung des Handschalters 18 und damir Ein- schaltung der Alarmvorrichtung 19.
Der Gestängeschalter 4 kann so auf die Handschalter 3 und 18 wirken, dass der ausgeschaltete Handschalter 3 und der eingeschaltete Handschalter 18 nicht mehr selbsttätig vom Gestängeschalter ein-bzw. ausschaltbar sind. Sinkt in diesem Fall die Temperatur im Aufsatzbehälter nach Ausschaltung des Gebläses, so bewegt sich das Gestänge des Schalters 4 wieder in seine ursprüngliche Lage zurück ; dabei wird aber der Handschalter 3 nicht eingeschaltet, der Handschalter 18 nicht ausgeschaltet. Es kann daher nur
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der Heizer den Schalter 3 ein-und den Schalter 18 ausschalten. Dies kann er aber bereits vor der Brennstoff-Nachfüllung machen, da bei geöffnetem Deckel 10 der Gebläsemotor 7 sowieso ausgeschaltet ist.
Nach der Entaschung und Entschlackung des Rostes, sowie nachder Brennstoff-Nachfüllung wird vom Heizer das Gestänge des Schalters 4 wieder in die richtige Lage zu den Handschaltern 3 und 18 gebracht. Es ist aber auch möglich, den Gestängeschalter 4so auf die beiden Schalter wirken zu lassen, dass von selbst erneute Umschaltung erfolgt, sobald die Temperatur im Füllschacht oder Aufsatzbehälter sinkt.
Unabhängig vom Handschalter 3 und Deckelschalter 5 funktionieren in der bekannten Weise die beiden Schalter 2 und 6. Der Heizkessel 8 und der Aufsatzbehälter 9 sind aus Sicherheitsgründen über die Leitung 16geerdet.
Die Geräte 3,4 und 18 lassen sich leicht in einem einzigen Gerät zusammenbauen. Desweiteren besteht die Möglichkeit, statt des Gestängeschalters 4 und den beiden Handschaltern 3 und 18 einen temperaturabhängigen Schalter mit zwei Wippen (Quecksilber-Schaltröhrchen) einzubauen, von denen die eine Wippe den Starkstrom (Wechselstrom) ausschaltet, die andere Wippe den Schwachstrom (Gleich- oder Wechselstrom) einschaltet. Bei dieser Ausführüngsform ist es aber auch zweckmässig, wenn die beiden Wippen beim Sinken der Temperatur im Aufsatzbehälterden Starkstrom und den Schwachstrom (d. h. den Gebläsemotor und die Alarmvorrichtung) nicht selbsttätig wieder ein-bzw. ausschalten.
Auch in diesem Falle soll also der Heizer allein die Möglichkeit haben, den Gebläsemotor ein-und die Alarmvorrichtung durch Verstellen der Wippen auszuschalten.
Beträgt die Schaltleistung mehr als 2 KW und handelt es sich um einen Drehstrommotor (MehrphasenWechselstrom-Motor), so sind Schaltschütze in Verbindung mit den genannten Schaltern zu verwenden.
Die beschriebene Alarmvorrichtung kann auch für Schornsteinzug-Kesselmit unterem Abbrand (also ohne Gebläse) verwendet werden, wenn der Schalter (mit nur einer Wippe) der auftretenden (maximalen) Temperatur im Aufsatzbehälter gemäss eingestellt wird.
Ist ein Aufsatzbehälter 9 nicht vorhanden, so können die Geräte 3, 4,5 und 18 auch am Füllschachtdeckel angebracht werden.
PATENTANSPRÜCHE : l. Schaltvorrichtung für Heizkessel oder Öfen mit unterem Abbrand und Gebläsefrischluftversorgung und mit mindestens einem in einem Stromkreis in Reihe zu dem das Gebläse und/oder eine Warnanlage
EMI3.1
keit vom Füllstand des Füllschachtes (11) mindestens ein Temperaturfühler (22) dieser temperaturempfind- lichen Schalter (4) oberhalb der Füllschachtfüllung im Strahlungsbereich der Brennstoffoberfläche angeordnet ist.